Térjünk vissza az interferenciára!

 

Eddig eljutottunk:

Az egyik atom kibocsát egy kb. 3 méter hosszú hullámvonulatot, amelyben van kb. 7 millió rezgés (elemi hullám). Mivel az atomból a hullám minden irányban terjed, mindkét réshez ugyanez a hullámvonulat érkezik meg. A résekben keletkezik két különálló hullámvonulat, mert a keskeny rés másodlagos fényforrásként viselkedik, ami miatt a két különálló hullámvonulat örökli ez eredeti hullám fázisát. Tehát a rések után kapsz két különálló hullámvonulatot ugyanazzal a fázissal. 

 

Azt írtad, hogy eddig érted. Akkor folytassuk!

 

Ez a két hullámvonulat kerül interferenciába, mert az öröklés miatt a frekvenciájuk és fázisuk azonos lesz, ezért lesznek koherensek. Emellett még a két hullámvonulat hosszúsága is ugyanaz lesz. Ez a két azonos hosszúságú koherens hullám fog találkozni, amiből majd a látható kép kialakul. 

 

Tehát a hullámvonulat a saját ikerpárjával interferál. Utána az atomból jön a következő hullámvonulat, a réseken ő is kettéválik, és ő is majd a saját ikerpárjával fog interferálni. Mivel azonban az egymást követő hullámvonulatok ugyanabból az atomi átmenetből származnak, minden hullámvonulat ugyanazt az interferenciaképet adja kb. 10 nanoszekundum időtartamra. 

Ezek a pillanatnyi interferencia-képek állnak össze egy tartós, jól látható intrerferencia-képpé. 

 

Egy kicsit tovább részleteztem.

 

Mindez akkor igaz, ha a két ikerhullám nem csúszik el egymáshoz képest, vagyis éppen lefedik egymást a találkozáskor. Ha ugyanis a két hullámvonulat elcsúszik egymástól, akkor eltűnik az interferenciakép. Vajon miért?

 

Azért, mert a hullámvonulat elején és végén a frekvencia (és ezáltal a fázis sem) tökéletesen azonos. Van egy kicsi eltérés, ezért szélesednek ki a spektrumvonalak, amit sávszélességnek hívnak. Azt a távolságot nevezik "koherenciatávolságnak", amelynél a két hullámvonulat egymáshoz képesti elcsúszása éppen eltünteti az interferenciaképet. Ez akkor következhet be, ha az egyik hullámvonulat hosszabb utat jár be (a réstől vagy a féligáteresztő tükörtől a találkozásig), mint a másik. 

 

Minél nagyobb a sávszélessége a fénysugárnak, annál kisebb a koherenciatávolság. 

 

Mennyit értettél ebből?